编辑|鑫源简介:哈佛大学的研究人员正在使用一种新型可折叠机器人抓手来捕捉柔软而脆弱的深海动物,而不会对它们造成伤害。
它们不会造成任何伤害。
智慧新闻7月23日消息:哈佛大学维斯研究所的研究人员开发了一种3D可折叠机器人陷阱,它看起来像花和蟹爪的交叉体,可以帮助海洋生物学家安全地抓取软蟹。
海上生活。
他们在《机器人学(Science Robotics)》杂志子刊《科学》7月18日发表的《用于研究脆弱海洋生物的旋转驱动可折叠多面体(Rotary-actuated folding polyhedrons for midwater investigation of delicate marine organisms)》论文中详细介绍了他们的研究成果。
海洋是地球上最大且探索最少的栖息地,其最深的水域可能蕴藏着多达一万个未知物种。
海洋生物学家经常使用潜艇或遥控潜水器(ROV)在海底寻找或挖掘生命,但利用现有工具从开阔水域收集海洋生物仍然很困难。
其中许多生物的身体柔软脆弱,很容易受损。
网可以撕碎水母等凝胶状生物。
因此,研究人员经常依靠使用吸管在开放水域捕获海洋生物,当微小样本在管内伸展时会杀死它们,或者将它们放入带盖的罐子中,这需要很大的灵活性。
幸运的是,哈佛大学维斯研究所的研究人员有更好的解决方案,创造了一种可折叠的机器人设备,可以安全地捕获软体海洋生物。
新设备有五个相同的折纸式“花瓣”,连接在围绕中心点的一系列旋转关节上。
当该设备靠近水下生物时,单个电机会将其 3D 打印的花瓣折叠在动物周围,将生物体包裹在一个空心十二面体中,该结构具有十多个五边形铭文。
面多面体。
该团队还在设备的花瓣上添加了柔软的边缘,以轻轻地捕获和释放脆弱的生物。
研究合著者、纽约城市大学巴鲁克学院的海洋生物学家戴维·格鲁伯(David Gruber)说,一些深海自由流动的植物,包括一些水母及其凝胶状植物,“有时被认为是被遗忘的动物群”。
他表示,虽然许多生物学家对海底进行了勘察,但在开阔水域中寻找小型生物体较为困难,因此我们对这些动物的了解“几乎是一片空白”。
研究人员在康涅狄格州水族馆测试了他们的设备,他们成功地在水下收集并释放了月亮水母。
他们修改了该设备,使其能够承受海水的侵蚀,然后将其安装在加利福尼亚州中部海岸蒙特利湾水族馆研究所的遥控水下航行器(ROV)上。
然后,他们在离水面近英尺的地方进行了测试,成功捕获了鱿鱼和水母,并将其安全地释放到自然栖息地。
该研究的主要作者、马萨诸塞州列克星敦工程咨询公司 Cooper Perkins 的机械工程师 Zi Ern Teoh 表示,该设备仅使用一个电机来驱动整个连接结构,因此可以轻松控制和维修。
Teoh 表示,设计的简单性减少了可能损坏的零件数量,使其能够在深海或外太空等恶劣环境中使用,这些环境“很难派遣维修人员”。
“电动机本质上很复杂,因此通过最大限度地减少设备中的电动机数量,我们可以减少故障点的数量,”他认为。
“这种可折叠的十二面体代表了一种与海洋生物进行深思熟虑互动的新方式。
研究合著者、巴鲁克学院和纽约城市大学研究生中心的海洋生物学家戴维·格鲁伯(David Gruber)说。
目前,研究人员正在开发一种更坚固的金属版本的该设备,用于重型工作。
他们还希望增强▲研究主要作者 ZZhi Ern Toeh 站在一个名为旋转驱动十二面体 (RAD) 的机械爪旁边。
目前,该夹具只能将动物固定在适当的位置,但研究人员计划将摄像头、传感器、3D 集成在一起。
“我们的梦想是围绕精美的深海动物,拍摄硬度、3D打印等三维图像,并拥有牙刷来获取整个基因组。
格鲁伯说,“我们希望用非线性侵入的方式来表征新物种,学习并与深海互动。
”迄今为止,这种机器人陷阱仅用于捕获和释放实验。
未来然而,生物学家可以为他们的机器配备摄像头和传感器,以收集有关海洋生物的更多信息,例如它们的材料成分、大小和基因测序。
如果这一愿景得以实现,研究人员将能够在其原生栖息地研究脆弱的海底生物,为科学家提供前所未有的地球上最神秘环境之一的生命视角。
科学家们还表示,他们的设计策略可以帮助为太空望远镜创造新的折叠镜和太阳能电池阵列,甚至为外星殖民地创造可自行部署的栖息地。